直流系统中窜入交流电的危害后果分析

直流系统中窜入交流电的危害后果分析

1引言

高压控制回路通常由直流和交流系统组成,直流系统负责开关柜保护回路和分、合闸回路供电,交流系统负责柜内照明和加热器回路供电。正常运行两系统相互独立,互不干扰,由于各种原因造成交流窜入直流时,造成开关断路器误动跳闸或保护拒动事故。

2事故概况

(1)事故前系统运行工况

烯烃一分公司共有6台锅炉,4台发电机,2台启备变。2011年11月16日16时,1#、3#、4#、5#、6#锅炉运行,2#炉检修,总蒸发量1950t/h,外供蒸汽量1240t/h,1#、2#、3#、4#机运行总电负荷116MW。

动力站供电运行方式为1#发电机机带1#炉6KV段,2#发电机机带2#炉6KV段,3#发电机机带3#、5#炉6KV段,4#发电机机带4#、6#炉6KV段,1#、2#启备变负荷为零。

(2)事故经过

2011年11月16日16:10:52,1#炉6KV段1#中继泵、1#、2#送风机、1#、2#引风机、1#、2#一次风机、B、C、D磨运行信号消失;2#炉6KV段2#给水泵、1#高压外供泵运行信号消失;3#炉6KV段1#、2#送风机、1#、2#引风机、1#、2#一次风机、A、C、D磨、3#中继泵、2#中压外供泵运行信号消失;4#炉6KV段1#引风机、1#一次风机、A、B、C磨、2#低压外供泵运行信号消失;5#炉6KV段5#中继泵、5#给水泵、1#、2#送风机、1#、2#引风机、1#、2#一次风机、A、B、C磨运行信号消失;6#炉6KV段1#送风机、1#引风机、1#一次风机、6#中继泵运行信号消失,16:10:53,1#炉MFT动作,1#炉跳闸;16:10:54,3#炉MFT动作,3#炉跳闸;16:10:57,5#炉MFT动作,5#炉跳闸;16:11:32,2#机手动打闸;16:11:44,4#机手动打闸,4#炉6KVB段快切失败;16:11:52,4#炉2#一次风机、2#送风机运行信号消失,4#炉MFT动作,4#炉跳闸;16:12:29,1#机手动打闸;16:12:51,3#机手动打闸;16:12:25,6#炉水位高高保护动作,6#炉MFT动作。

(3)事故原因分析

中压控制回路直流系统窜入交流电导致保护器光电耦合继电器误动作,1#、3#、4#、5#锅炉43台6kV电动机断路器同时跳闸,锅炉MFT动作停炉;6#炉水位高高保护动作,6#炉MFT动作停炉。

3实验验证

(1)试验目的

验证直流系统窜入交流电后导致保护器光电耦合继电器动作情况

(2)实验内容

交流电窜入直流系统正、负,同时至DCS电缆带感应电压42V,电缆长度50m左右,接入BI中,试验原理图如图1所示

图1直流系统窜入交流电试验原理图

试验结果见表1所示

交流窜入直流系统正、负,同时至DCS电缆不带感应电压,电缆长度50m左右,接入BI中。试验原理图如下图2所示

试验结果见表2所示

综上所述,当直流系统窜入交流电时,控制电缆长度大于50米,不管控制回路是否受到感应电干扰,中压断路器保护器保护都会光电耦合继电器动作,导致断路器误分、合闸。同时,在试验中我们发现,当直流系统有接地时,交流电窜入,光电耦合继电器不动作;因此,当直流系统窜入交流电时,只要预防措施得当,可以避免断路器误动作事故。

4中压控制回路直流系统窜入交流电预防措施

(1)对直流系统合环点进行解环,使直流系统相互独立,每套系统为一套设备或同一线供电。

(2)在6kV开关柜跳闸回路中加装大功率重动中间继电器,提高保护装置光电耦合继电器的抗干扰能力。

(3)严禁将DCS到6kV开关柜控制电缆屏蔽层一端接地,防止控制电缆受到干扰。

(4)严禁将直流电流和交流动力混放在同一电缆槽盒中,或将混放电缆使用屏蔽材料进行隔离。

5结束语

由于中压控制回路直流系统窜入交流电引发的误动事故频率高,造成的后果严重。为防止直流系统窜入交流电导致保护误动、拒动事故发生,应采取有效方法措施,严禁杜绝直流系统窜入交流电的情况发生,保证供电系统安全可靠的运行。

参考文献:

[1]《电力工程直流设计技术工程》(DL/T-5044-2004)

[2]《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)

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